近年来,光子晶体光纤表面等离子体共振（PCF-SPR）传感器凭借其优异的传感性能在生命科学、药物筛选、分子识别以及免疫测定等领域表现出来巨大的应用潜力,因而受到科研工作者的广泛关注。本文利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics数值仿真软件,从结构创新和方法创新的角度设计了三种类型的PCF-SPR传感器,并对它们的结构参数和传感特性进行深入的分析。提出一种互相对称的双D型PCF-SPR传感器。结果表明,两根PCF之间的能量定向耦合可以明显提升PCF-SPR传感器的性能指标。本课题研究了结构参数对所设计的传感器性能的影响以及共振波长和待测溶液折射率之间的关系。在1.36到1.41的待测溶液折射率范围内,平均光谱灵敏度可以达到14660 nm/RIU,相应的待测溶液折射率分辨率为6.82×10^-6 RIU。作为比较,本文还对结构参数相同的单D型PCF-SPR传感器的特性进行了研究。对比之后发现,双D型PCF-SPR传感器在光谱灵敏度、折射率分辨率、振幅灵敏度以及品质因子等几个方面都具有明显的优势。提出一种工作在近红外波段的八芯PCF-SPR传感器。通过有限元法研究了其损耗特性,建模时添加了完美匹配层作为边界条件。利用基模的损耗谱研究了结构参数对传感器性能的影响,并且得到了待测溶液折射率与与共振波长之间的关系。传感器的工作波长范围是800 nm到1300 nm,折射率检测范围为1.395到1.425,在该范围内,平均光谱灵敏度为12592.86 nm/RIU,相应的折射率分辨率为7.94×10^-6 RIU。最大光谱灵敏度和最大品质因子分别为22807.14 nm/RIU和595.78。提出一种空气孔呈正方形排列的非对称双折射PCF-SPR传感器。该传感器主要是用来检测低折射率范围的待测溶液。本设计中使用了双折射分析法,结果表明,在非对称PCF-SPR结构的研究过程中,双折射分析法可以代替传统的限制性损耗谱分析法。该传感器的空气孔按正方形晶体结构排列,并且用于激发SPR的两个等离子体活性金薄膜被沉积在左右两个通道内壁。分析表明,该传感器具有1到1.43的超宽折射率检测范围,其最大光谱灵敏度为6300 nm/RIU。